自定义参数化流操纵符为何需要重载operator<<？

核心原因：endl和你自定义的print_my_data属于完全不同的类型，匹配的operator<<重载规则不一样 #

• std::endl本质是模板函数，它的原型近似为：

template <class CharT, class Traits>
std::basic_ostream<CharT, Traits>& endl(std::basic_ostream<CharT, Traits>& os);

标准库已经预先为流重载了适配这类函数的operator<<，等效实现如下：

template< class CharT, class Traits >
basic_ostream<CharT,Traits>& operator<<( basic_ostream<CharT,Traits>& os, 
                                         basic_ostream<CharT,Traits>& (*func)(basic_ostream<CharT,Traits>&) )
{
    return func(os);
}

当你写cout << endl的时候，endl会退化为符合要求的函数指针，直接匹配到这个预定义的重载，不需要额外写代码就能调用。

• 你定义的print_my_data是自定义类类型，C++标准库不可能预先为所有用户自定义类型提供operator<<重载，所以如果你不自己写对应operator<<的实现，编译器找不到能匹配ostream << print_my_data实例的重载，就会直接编译报错。
  你额外写的这个operator<<，本质就是告诉编译器，遇到流对象 << print_my_data实例的调用时，要执行你定义的逻辑：调用print_my_data实例的operator()方法把内容输出到流里。

适配场景说明 #

如果是不需要传参的普通流操纵符，你可以直接把逻辑改成函数形式，不需要额外重载operator<<，使用体验和endl完全一致：

ostream& print_my_data(ostream& out)
{
    return out << /* 你的输出逻辑 */ << endl;
}
// 调用方式
clog << print_my_data << endl;

但你现在实现的是带参数的参数化流操纵符，需要用类存储传入的参数，你现在的类+重载operator<<的写法就是C++的标准实现，重载operator<<是必要步骤，没有简化空间。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Zyama Krendel